_Aplikasi Isotop don Radiasi, 1996
PENGARUB IRADIASI GAMMA PADA EKSPLAN TERBADAP
REGENERA-SI TANAMAN PISANG (Musa sp.) VARIETAS AMBON KUNING
ABSTRAK
PENGARUH IRADIASI GAMMA PADA EKSPLAN TERHADAP REGENERASI TANAMAN PISANG (M/l.fa sp.) VARlET AS AMBON KUNING. Radiasi gamma dengan dosis 5-15 Gy digunakan untuk mengiradiasi eksplan tanaman pi sang dalam mempelajari pembentukan pucuk. Sebelum eksplan diiradiasi ditumbuhkan pada media MS mengan. dung 5 mg/l BAP dan 0,5 mg/l 1M dan ditambahkan 100 mg/l asam amino tirosin dan 160 mg/l adenin sulfat, kemudian dikultur selama satu minggu. Eksplan yang sudah diiradiasi kemudian ditumbuhkan pada media MS mengandung 3 mg/l BAP dan 0,5 mg/l 1M. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa rata-rata pembentukan pucuk dari 1/4 bagian shoot-tip yang di. gunakan sebagai sumber eksplan adalah 43,0; 29,3; 21,3: dan 22.3 berturut-turut untuk dosis radiasi (0,5, 10, dan IS) Gy. Analisis secara statistik terhadap pembentukan pucuk menunjukkan bahwa an tara kontrol dengan perlakuan iradiasi 10 daD IS Gy pada eksplan terjadi perbedaan nyata dalam menghasilkan pucuk. tetapi tidak berbeda pada dosis 5 Gy. Pengamatan terhadap panjang daD lebar daun menunjukkan bahwa tidak terjadi perbedaan yang berarti di an tara perlakuan.
ABSTRACT
THE EFFECTS OF GAMMA IRRADIATION ON EXPLANT INTO PLANT REGENERATION OF BA-NANA (Mus/J "p.) VAR. AMBON KUNING. Gamma rays with dose rate between 5 to 15 Gy were used for irradiating explant of banana. Explants grown on MS medium containing 5 mg/l of 8AP and 0.5 mg/l of 1M before explants were irra-diated. After explants were irradiated, and then were grown on MS medium containing 3 mg/l of 8AP and 0.5 mg/l of 1M and supplemented by 100 mg/l of tirosin and 160 mg/l of adenin sulfat. Results of experiment showed that average of shoot formations were 43.0,29.3,21.3, and 22.3 for dose rate was (0,5, 10, and 15) Gy respectively. Statistical data analysis of shoot formation showed significant difference between control and treatments with irradiated explants of 10 and 15 Gy. Leaf length and leaf width also were observed, results indicated that between control and treatment was not much difference.
PENDAHULUAN
Pemuliaan mutasi dikombinasikan dengan teknik kultur jaringan dapat memperbaiki genetik tanaman pisang. Tanaman pisang mempakan tanaman daerah tropik hidup subur di Indonesia. Berbagai jenis tanaman pisang tumbuh subur di indonesia seperti Pi sang Ambon Kuning, Bara-ngan, Pi sang Kapok, Pi sang Emas daD berbagai jenis pi sang tanaman liar. Perbaikan sifat-sifat genetik tanaman pi sang tersebut di atas akan dapat memberikan nilai tam-bah terhadap pendapatan petani di Indonesia. De GUZ-MAN (1) dan De GUZGUZ-MAN dkk. (2, 3), melaporkan bah-wa perbaikan tanaman pisang dapat melalui mutasi buatan seperti menggunakan berbagai jenis mutagen. Basil penelitian mereka menunjukkan bahwa penggunaan dosis lOGy dapat menstimulasi pembentukan pucuk ta-Daman pisang. Efektifitas penggunaan perlakuan zat mu-tagenik dapat menyebabkan luasnya variasi genetik pada tanaman yang dihasilkan selama kultur in Yilrn. Setiap genotip tanaman pi sang mempunyai respons yang berbe-da terhaberbe-dap radiasi gamma. ESPINO dkk. (4) mengatakan bahwa regenerasi pucuk tanaman pi sang dengan
genotip(ABB) lebih toleran terhadap radiasi gamma bila dibandingkan dengan tanaman pisang mempunyai genotip
(AAA). Perlakuan radiasi dosis tinggi, yaitu sekitar 50-100 Gy pada genotip (ABB) masih mampu membentuk pucuk, tidak demikian halnya dengan genotip pisang (AAA). SILA YOI dkk (5) daD MENDENDEZ (6) menga-takan bahwa iradiasi gamma sekitar 40 Gy pada jaringan meristernatik pisang jenis Cavendish masih mampu meng-hasilkan Rlantlet ~kitar 1,6%. Oasis radiasi gamma di alas 50 Gy yang digunakan pada perlakuan untuk tanaman pi sang mengakibatkan rendabnya frekuensi regenerasi tanaman diperoleh. Menurut NOVAK daD MICKE (7), penggunaan mutagenik seperti radiasi gamma atau mu-tagen kimia EMS (Ethan Methyl Sulphanate) pada eksplan mengakibatkan perubahan karakter fisiologis dan morfologi di antara Rlantlet.
Produksi pucuk tanaman pisang pada kultur ill Y!!IQ biasanya menggunakan media MS (MURASffiGE dan SKOOG) (8). Media ini secara umum digunakan pada kultur jaring tanaman. CRONAUER-MITRA dan KRIKO-RIAN (9) melaporkan bahwa pucuk pisang dikultur pada media MS setengah cair mengandung bormon 2,4-0 dan Kinetin memberikan respons dalam membentuk masa kalus. NOVAK dkk. (10) berhasil mendapatkan Rlantlet dari set suspensi yang dikultur dalam media MS. Kombi-nasi teknik kultur jaringan dengan pemuliaan mutasi
Aplikasi Isotop don Radiasi, 1996
diharapkan akan memberikan terobosan dalam memperoleh varietas barn tanaman pisang yang toleran terhadap ber-bagai jenis penyakit.
Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengarnh iradiasi gamma terhadap pembentukan pucuk tanaman pisang setama kultur ill YiJIQ. Pada tahap selanjutnya akan dilihat variasi genetik daTi olantlet berasal dari eksplan yang di iradiasi dengan sinar gamma.
BAHAN DAN METODE
Persiapao Eksplao uotuk Kultur. Tanaman pi sang yang bernmur sekitar 3-4 bulan yang tumbuh dalam kantong plastik di rnmah kaca daD tanaman yang ada di lapang diambil sebagai sumber eksplan. Tanaman pisang dipotong pada umbinya, kemudian dikupas untuk mendapatkan titik tumbuh. Titik tumbuh yang didapatkan setelah itu disteri1kan menggunakan HgCl2 (0.05%) sela-ma 20 menit daD bilas tiga kali dengan air suling steril.
Radiasi daD Kultur Eksplan. Setelah eksplan disteri1kan, kemudian dikultur pada media MS mengan-dung makro daD mikro nutrisi daTi MURASHIGE and SKOOG (8) ditambahkan; 0.5 mg/l nicotinic acid, 0,5 mg/ I pyridoxin HCI, 0,5 mg/l thiamin HCI, 100 mg/l tirosin, 160 mg/l adenin sulfat, 30 grsukrosa, 5 mg/l BAP, 0,5 mg/1 IAA daD pH media diatur 5,8 sebelum diautoklaf. Eksplan ditumbuhkan pada media tersebut di alas selama 1 minggu, setelah itu, eksplan diiradiasi dengan dosis 5,
10, dan 15 Gy.
Media Pembentukan Pucuk. Eksplan yang sudah diiradiasi dengan berbagai dosis seperti di alas, kemudian eksplan dipotong menjadi empat bagian dan dikultur pada media pucuk terdiri daTi; makro dan mikro nutrisi dan MS, kemudian ditambahkan 0,5 mg/l nicotinic acid. 0,5 mg/l pyridoxin HCI, 0,5 mg/l thiamin HCI, 100 mg/l tirosin, 160 mg/l adenin sulfa!, 30 gr sukrosa, 3 mg/l BAP dan 0,5 mg!
I IAA, pH media 5,8 sebelum diautoklaf.
Media Pertumbuhan Akar. Setelah tanaman sekitar 6 minggu pada media pucuk, maka dihitung jum-lab pucuk yang terbentuk daTi setiap 1/4 eksplan. Selurnh pucuk yang sudah terbentuk dipindahkan ke media MS be-bas hormon untuk pembentukan akar selama 1 bulan.
Pemindahan Plantlet ke Tanah dalam Kantoog Plastik. Plantlet yang tumbuh dalam media bebas hormon dan sudah mempunyai akar yang cukup, kemudian dipin-dahkan ke dalam kantong plastik berukuran 1 kg berisi tanah dicampur pupuk kandang. Sebelum tanaman dipin-dahkan ke fallah, maka tanah tersebut harns disiram dengan air secukupnya, dan setiap kantong plastik hanya ditanam dengan satu tanaman.
BASIL DAN PEMBAHASAN
Pembentukan Pucuk Tanaman. Penggunaan iradiasi gamma pada eksplan adalah untuk memperoleh variasi genetik pada level sel dalam menginduksi pemben-tukan pucuk tanaman. Tanaman pisang yang bemmur 3-4 bulan digunakan sebagai sumber eksplan, oleh karena
pada umur tersebut di atas mernpakan kondisi yang ter-baik dalam menginduksi pucuk. Di samping itu, ffiQQ1 ~ tanaman pi sang ini sudah mulai besar daD mempermudah untuk membuat irisan sewaktu digunakan sebagai sumber eksplan (Gambar I). Jaringan tumbuh tersebut di atas, setelah disteriIkan, kemudian dibiakkan selama satu rning-gu pada media MS mengandung 5 mg/l BAP dan 0,5 mg/ I IAA, media tersebut diberi suplemen dengan asam ami-no glutarnin daD adenin sulfat. Pembiakan eksplan pada media MS di atas sebelum diiradiasi adalah untuk mengurangi stres yang dialami oleh set-set jaringan meristematik tersebut. SJ!QQ.t ~ yang sudah diiradiasi di-potong menjadi empat bagian, setiap bagian ditumbuhkan dalam satu erlenmeyer atau botol yang digunakan untuk kultur. Setelah satu rninggu eksplan dikultur pada media pucuk, maka terlihat sebagian eksplan mengeluarkan eksudat yang berwarna keunguan daD merembes ke daIam media. Apabila eksudat tersebut terialu banyak dalam me-dia, maka eksplan hams segera dipindahkan ke media pucuk barn. Oleh karena eksudat ini akan mengganggu per-tumbuhan pucuk selanjutnya. Pengamatan minggu kedua setelah eksplan ditumbuhkan pada media pucuk sudah ter-lihat tonjolan-tonjolan, ini mernpakan tahap awal daTi pertumbuhan pucuk. Perbanyakan pucuk dapat juga dilaku-kan dengan menggunadilaku-kan media MS cair (9). KO W AN-HSIUNG dkk. (11) mengatakan Ribose mernpakan sum-her karbon yang baik untuk menstimulasi pembentukan pucuk tanaman pisang. Pembentukan pucuk dan Rlantlet daTi pi sang dapat melalui kalus kemudian berkembang membentuk embrio somatik (12). SJ!QQ.t ~ dan titik tum-huh daTi jantung pisang dapat digunakan sebagai sumber eksplan (12). Keuntungan pembentukan Rlantlet melalui embrio somatik adalah untuk kepentingan rekayasa gene-tik, oleh karena embrio somatik berasal daTi sel tunggal (13). NOY AK dkk. (10) mengatakan bahwa pembentukan embrio somatik secara morfologi menyernpai ~gotic ~ J2!!Q, pada perkembangan selanjutnya embrio somatik akan membentuk Rlantlet. Pada penelitian ini, untuk mensti-mulasi pembentukan pucuk pada media pucuk membu-tuhkan waktu sekitar empat minggu. Pucuk-pucuk yang sudah mulai membesar hams di subkuItur lagi pada media pucuk yang barn untuk perbanyakan. Hasil penga-matan menunjukkan bahwa iradiasi gamma mulai daTi do-sis 5 Gy sampai 15 Gy menekan pembentukan pucuk (fabel
1). Pucuk-pucuk yang sudah terbentuk ini akan berkembang pada subkultur (Gambar 2). Setelah 6-8 rninggu pucuk ini tumbuh pada media pucuk, kemudian dipindahkan ke media MS bebas hormon untuk pertumbuhan selanjutnya, di samping itu, media MS bebas hormon berguna dalam pembentukan akar tanaman. Sebelum pucuk-pucuk tana-man pisang ini dipindahkan ke media MS bebas hortana-man, maka dihitung jumlah pucuk yang terbentuk daTi setiap eksplan yang digunakan sebagai sumber daIam pemben-tukan pucuk tanaman. Data di analisis menggunakan Ran-cangan Acak Lengkap (RAL) daD pengujian di antara perlakuan menggunakan Beda Nyata Terkecil (BNT) pada taraf 5%.
Pembentukan Plantlet daD Akar Tanaman. Pucuk tanaman yang tumbuh dewasa daTi media pucuk yang mengandung 3 mg/l BAP daD 0.5 mg/i kemudian
Aplikosi /sotop don Radiasi, /996
2. De GUZMAN,E.V., DECENA,A.C., and UBALDE, E.M., Plantlet regeneration from unirradiated and irradiated banana shoot tip tissue cultured in vitro, Philpp, Agric..§.,l (1980) 140.
3. DE GUZMAN, E. V., DEL ROSARIO, A.G., and PAG-GALIW AGAN, P.C., "Production of mutants by ir-radiation of in vitro-cultured tissues of coconut and banana and their mass propagation by tissue cul-ture techniques", Induced Mutation in Vegetaively Propagated Plants II, IAEA, Vienna (1982) 113. 4. ESPINO, R.R.C., ZAMORA, A.B., PIMENTL, R.B., «
Mutation breeding on selected Philippine fruit crops", Nuclear Techniques and in vitro Culture for Plant Improvement, lAEA, Vienna (1986) 439. 5. SILA YOI, B., SAHA V ACHARIN, 0., and
SING-BURADON, N., " Induced mutations for leaf-spot disease resistance in banana" Nuclear Techniques and in vitro Culture for Plant Improvement, IAEA, Vienna (1986) 439.
dipindahkan ke media MS bebas hormon. Pertumbuhan pucuk sampai menjadi tanaman utuh membutuhkan wak-tu sekitar 4--6 minggu. Tanaman pisang ini mempunyai batang semu. Oleh karena batang pisang dibentuk daTi kumpulan lapisan pelepah, maka agak sulit menentukan saat pembentukan batang. Pada penelitian ini, pemben-tukan batang tanaman ditenpemben-tukan setelah tanaman mem-punyai 3-4 pucuk. Tinggi batang paling sedikit sudah mencapai 3 cm, dihitung mulai dari bongkol sampai pada tangkai pelepah terakhir. Pucuk yang mulai dewasa ini secara berangsur-angsur tumbuh menjadi Dlantlet. Peng-amatan pada minggu keempat setelah dipindah ke media MS bebas hormon, kelihatan tanaman sudah mempunyai 3-4 helai daun. Pengamatan terhadap pembentukan akar tanarnan pada saat ini, memperlihatkan akar sudah mulai tumbuh dari sisi bongkol tanaman, dan akar ini akan terns memanjang sesuai dengan umur tanaman.
Pertumbuhan Dlantlet daD akar setelah minggu keempat tanaman berada pads media MS bebas hormon cukup baik. Akar-akar tanaman tumbuh dengan baik dan terns memanjang. Apabila perturnbuhan akar tanaman dira-sa sudah mencukupi untuk tanaman dipindahkan ke taoab, maka sebelum dipindahkan akar tanaman hams dicuci dengan air kran sebersih mungkin daTi agar yang menem-pel pads akar tanaman. Tanaman pisang tumbuh dengan baik setelah 5 minggu di pindahkan ke tanah (Gambar 3).
6. MENDENDEZ, T., "Application of mutation Methods to bananas breeding", Induced Mutations in Vege-tatively Propagated Plants, IAEA, Vienna (1973) 75.
7. NOVAK, F.J., and MICKE, A."Advancement of in vitto mutation breeding technology for banana and plan-tains, lAEA Report, lAEA, Vienna (1991) 56.
KESIMPULAN
DaTi basil penelitian mengenai pengaruh iradiasi terhadap pembentukan pucuk tanaman pisang dapat di-simpulkan sebagai berikut:
1. Radiasi gamma dengan dosis 5-15 Gy telah meng-hambat regenerasi pucuk tanaman antara 30-50%. Hasil analisis statistik mengenai pengaruh iradiasi gam-ma terhadap pembentukan pucuk menunjukkan bahwa iradiasi lOGy terjadinya perbedaan yang nyata dalam pembentukan pucuk tanarnan pisang bila dibandingkan kontrol.
2. Hasil pengamatan terhadap panjang daun daD lebar daun memperlihatkan perbedaan yang tidak mencolok, tetapi terhadap panjang tangkai daun ada perbedaan antara kontrol dengan perlakuan yang diberi irradiasi.
8. MURASHIGE, T., and SKOOG, F.,A revised medium for rapid growth and bioassay with tobacco tissue cultures, Physiol. Plant li (1962) 473.
9. CROUNAUER-MITRA, S.S., and KRIKORIAN, A.D., Adventitious shoot production from calloid cultures of banana, Plant Cell Reports ~ (1987) 443. 10. NOVAK, F.J., AFZA, M., VAN DUREN, A.M.,
PER-RA-DALLOS, M., CONGER, B. V., and XIA-OLANG, T., Somatic embryogenesis and plant re-generation in suspension cultures of desert (AAB and AAA) and Cooking (ABB) bananas (Musa spp), Biotechnology 1 (1989) 154.
11. KO WAN-HSIUNG, HWANG, S.C., and KU, F.M., A new technique for storage of meristem-tip cul-tures of 'Cavendish' banana, Plant Cell Culture ~ (1991) 179.
12. KRIKORIAN, A.D., SCOTT, M.E., CRONAUER-MITRA, S.S., and SMI1H, L., Musa Callus and Cell Culture: Strategies, Achievements and Direc-tions, IAEA Report, IAEA, Vienna (1991) 9. UCAPAN TERIMA KASm
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Yuli-dar yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini sampai selesai.
13. ZIMMERMAN, J.L., Somatic embryogenesis: A mod-el for early devmod-elopment in higher plants, The Plant Cell~ (1993) 1411.
DAFTAR PUSTAKA
1. De GUZMAN, E. V., "Project on production of mutants by iradiation of in vitro cultured tissue of Coconut and bananas, their mass propagation by the tissue culture techniques", Improvement of Vegetatively Propagated Plant Through Induced Mutation (IAEA-TECDOC-173), IAEA, Vienna (1975) 5.
Aplikasi I salop don Radiasi. 1996
Tabel 1. Pengaruh iradiasi gamma terhadap pembentukan pucuk tanaman Pisang Varietas Ambon Kuning
KK = 28,8% BNTO,O5 = 15,75
Tabel 2. Sidik ragam dari data pembentukan pucuk tanaman plsang
--Surnber kera- DB ~ sarnan
KT Fhit.- Ftab.5%. Gambar I. Shoot-tip daTi tanaman pi sang yang berumur 3 bulan ditanam pada media pucuk sebelum di-iradiasi. ---4,28 4,07 Perlakuan Galat Total 3 8 11 898 560 1458 299,33 70 369,33
2
DB = derajat bebas; JK = Jumlah kuadrat; KT= Kuadrat tengah
Tabe\ 3. Pengamatan panjang daun, lebar daun dan tangkai daun dari tanaman pisang pada media MS bebas hormon
Panjang
daun Panjang tangkai
daun 1,36:1:0,23 0,88:i:O,49 0,86:t:0,19 ill Lebar daun Dosis iradiasi
---Kontrol SOy 10 Oy 15 Oy 4,26:1: 4,80:1: 4,45:1: TD 2,01:1:0,41 2,05:1:0,42 2,08:1:0,47 ill X:f:SD ; TD=Tidak diukuT.Gambar 2. Pucuk-pucuk tanaman pisang tumbuh daD berkembang di media pucuk selama dua bulan
0,61
Aplikasi [SalOp dan Radiasi, /996
3
Gambar 3. Tanaman pi sang tumbuh dan berkembang set-elah dipindahkan ke kantong plastik berisi tanah
Aplikasi Isotop dan Radiasi. 1996
DISKUSI
ISHAK
SHOLER AVIVl
1. Keragaman genetik yang terjadi bait pada pembentu-kall pocuk maupm tanaman dapat dilihat pada Tabel I, pengamatan ini barn dilakukan pada generasi RO, se-dangkan untuk mendapatkan data-data kuantitatif per-10 ,dilakukan pengamatan pada generasi R2.
2. Kami selalo mengikuti perkembangan molai dari pem-bentukan pocuk ~pai m~njadi tanaman hingga tana-man berubah.
1. Perubahan fenotipe akibat radiasi tidak selalu diakibat-kan oleh perubahan genotipe, bisa banya terjadi
pemba-ban di tingkat protein, selanjutnya perubaban tidak di-turunkan?
2. Bagairnan Anda bisa yakin bahwa perubahan warDa yang terjadi diakibatkan oleh perubahan genotipe tan-pa meneliti struk;tur genotipe?
ISHAK YENI MELDIA
I. Apakah tidak terjadi perubahan terhadap wama daun tunas/plantlet?
2. Apakah tidak terjadi roset pada plantlet yang diperoleh? 1. Kalau diteliti selain molekuIar, bahwa perubahan
genoti-pe akan mengubah ekspresi protein, oleh karena peruba-ban ekspresi protein berkaitan dengan mutasi yang ter-jadi pada gen atau kromosom
2. Perubahan genotipe tanaman dapat dilihat daTi
pe-narnpilan tanarnan yang bersangkutan (fenotip). ISHAK
ENDANG GA n
1. Terjadi perubahan WarDa pada pelepah dan bentuk daun pada penggunaan iradiasi gamma 0,5 Krad.
2. Pacia penelititan terdahulu, diketemukan tanaman roset.
HAR Y ANTO
Dari eksplan tanaman pisang yang di uji, apakah telah diamati pengaruh terhadap produsi pisangnya? 1. Tujuan penelitiaan ini adalah untuk keragaman. tetapi
kenapa pada presentasi tadi tidak ada data-data yang mendukung pemyataan tersebut?
2. Apakah biakan dari botol tersebut diperbanyak dan diberi nomor, sehingga akan diketahui adanya keragarnan, apa-bila diarnati unsur morfologi daD fisiologi di lapangan?
ISHAK
Kami belum menguji produksi tanaman varietas pisang Ambon kuning.
